SrRuO_3的电子结构与磁性研究

用自洽的全势能线性丸盒轨道能带方法计算了氧化物体系SrRuO3(SRO)的电子结构和磁性 .对于理想的立方钙钛矿结构的计算得出的电子结构明显改善了已有的计算结果 :每个元胞的磁矩为 1 2 9μB ,按原子球划分为 0 84μB Ru原子和 0 11μB O原子 ;Sr原子上的自旋磁矩几乎为零 ;费米能级处的态密度N(EF)为 4 3 5 (states Ryd f.u .) .关于实际的正交结构SRO ,计算得出磁矩为 1 0 8μB f.u .的铁磁性基态 ,费米能级处的态密度N(EF)为 61 0(states Ryd f.u .) ,电子线性比热系数γ为 10 60mJ mol·K2 .结果说明SRO是一宽能带的巡游铁磁性体系 .     

化合物SmCo5的电子结构、自旋和轨道磁矩及其交换作用分析

用自旋极化的MS-Xα方法研究了稀土-过渡族化合物SmCo5的电子态密度、自旋能级劈裂及原子磁矩.研究结果显示,由于化合物中Sm-Co间的轨道杂化效应,使Sm原子原来的5d0空轨道上占据了少量5d电子.由于Co(3d)-Sm(5d)电子间的直接交换作用,导致了Sm-Co间的磁性交换耦合,这是化合物中形成Sm-Co铁磁性长程序的一个重要原因.在SmCo5化合物中存在6个能级呈现负交换耦合,导致了SmCo5化合物的居里温度(与金属钴相比)明显下降.还研究了化合物中2c和3g晶位Co的自旋磁矩和轨道磁矩,发现Co(2c)晶位的自旋磁矩、轨道磁矩及冻结部分均略大于Co(3g)晶位,所以2c晶位的L-S耦合强度应略大于3g晶位.因此,2c晶位对SmCo5磁晶各向异性的影响也应大于3g晶位.但Co(2c)未被冻结的轨道磁矩却略小于Co(3g),所以两种晶位对磁晶各向异性的贡献大小之差别不应太大.考虑到4f电子的局域性和化合物中轨道杂化效应所导致的Sm(5d0)空轨道上占据了少量5d电子,可以得到Sm原子磁矩为1.29μB,与顺磁盐中Sm3+磁矩实验值(1.32-1.63uB)及金属中Sm原子磁矩实验值(1.74μB)基本符合.     

Heusler合金Li_2AlX(X=Ga,In)的晶格动力学和电子特性（英文）

本文计算了 Heusler合金Li_2AlGa和Li_2AlIn的晶格参数、体积模量、体积模量的一阶导数、电子能带结构、声子色散曲线和声子态密度,并与密度泛函理论中的广义梯度近似计算结果进行比较.计算的晶格参数与文献有很好的一致性.两个Heusler合金的电子能带结构表明它们是半金属结构.并利用声子色散曲线和声子密度图研究Heusler合金晶格动力学.Li_2AlGa和Li_2AlIn Heusler合金在基态呈现动力学稳定.     

LiMgPbSb型四元Heusler合金CoFeTiSb的半金属性及其无序效应

基于密度泛函理论的GGA计算,我们研究了LiMgPbSb型Heusler合金CoFeTiSb电子结构,发现CoFeTiSb在费米面处存在100%的自旋极化率,并且具有2μB的原胞总磁矩.此外,我们考虑了Co-Fe、Co-Ti和Fe-Ti交换无序对CoFeTiSb合金电子结构的影响,发现这三种交换无序均使得CoFeTiSb完全丧失了半金属性,在Co-Fe交换无序下,CoFeTiSb合金具有85%的自旋极化率,而在Co-Ti无序下,CoFeTiSb合金的自旋极化率只有5%.     

SrRuO3的电子结构与磁性研究

用自洽的全势能线性丸盒轨道能带方法计算了氧化物体系SrRuO₃(SRO)的电子结构和磁性.对于理想的立方钙钛矿结构的计算得出的电子结构明显改善了已有的计算结果:每个元胞的磁矩为129μ_B,按原子球划分为084μ_B/Ru原子和011μ_B/O原子;Sr原子上的自旋磁矩几乎为零;费米能级处的态密度N(E_F)为435(states/Ryd/f.u.).关于实际的正交结构SRO,计算得出磁矩为108μ关键词： 过渡金属氧化物 电子结构 磁性     

Nb-X(X=Y,Zr)共掺杂SnO_2电子结构的第一性原理研究

本文采用第一性原理方法研究了Nb-X(X=Y,Zr)共掺杂SnO_2能带结构与态密度,探讨了其磁性产生的机理.研究结果表明,Nb-Y共掺杂SnO_2体系自旋向上和自旋向下的能带、态密度完全对称,总磁矩为0μB;Nb-Zr共掺杂的SnO_2体系自旋向上和自旋向下的能带与态密度在费米能级处都出现了不对称的情况,出现耦合现象,其总磁矩为0.933μB;分析Nb-Y共掺杂SnO_2的能带结构与态密度得到自旋向上和自旋向下的能带禁带中的4条杂质能级来源于Nb-Y共掺杂SnO_2电子的施主与受主能级;NbZr共掺杂SnO_2体系产生磁性的原因在于Nb和Zr的d轨道的引入.     

Co对单层MoS_2电子结构与磁性的影响

为了研究Co对单层MoS_2电子结构和磁性的影响,本文基于第一性原理,采用数值基组的方法计算了Co吸附式掺杂、Co替代式掺杂单层MoS_2的能带结构、态密度以及分析了其结构的稳定性.结果发现:Co替换式掺杂体系的形成能较低,实验上容易实现;Co在Mo位吸附的稳定性强于在S位吸附;Mo位吸附体系的总磁矩为0.999μB,其磁矩的主要来源于Co原子的吸附所贡献的0.984μB,Co原子的掺杂体系总磁矩为1.029μB,其磁矩的主要由Co原子替代掉一个Mo原子所贡献的磁矩为0.9444μB,相比于吸附体系,Co原子对磁矩的贡献率有所降低;无论是Co吸附在单层MoS_2表面还是Co直接替代掉Mo原子的掺杂体系,Co原子3d轨道的引入是引起单层MoS_2体系磁性的主要原因.     

x射线磁性圆二色吸收谱分析Co膜厚度对原子磁矩和自旋磁矩的影响

利用软x射线磁性圆二色吸收谱(XMCD)研究了Si衬底上沉积的不同厚度的Co膜的轨道磁矩和 自旋磁矩.样品是磁控溅射方法制备的，膜的厚度分别是2nm,10nm和30nm，并在表面覆盖0.8 —1nm厚的金膜防止样品的氧化.根据XMCD求和定则计算得到的轨道磁矩和自旋磁矩分别是0. 249—0.195μ_B(玻尔磁子)和1.230—1.734μ_B.随着膜厚的减小，C o原子的轨道磁矩增加，而自旋磁矩下降.轨道磁矩与总磁矩的比值由0.101上升至0.168，即 2nm膜中Co原子的轨道磁矩对总磁矩的贡献比30nm膜中Co原子的大了83%. 关键词： x射线磁性圆二色 磁性薄膜 轨道磁矩和自旋磁矩 厚度效应     

第一性原理研究Hg2CuTi型Heusler合金Ti2FeB的磁性和半金属性

基于密度泛函理论的GGA计算,我们具体研究了Hg2 CuTi型Heusler合金Ti2 FeB的电子结构和磁性质,结果发现Ti2FeB合金在其费米面处存在100％的自旋极化,并在5.1～6.2(A)晶格范围内被保留.Ti2FeB具有大约0.5 eV的半金属带隙和1μB的原胞总磁矩,是一个稳定的半金属铁磁体.此外,我们的研究也表明RKKY型间接交换和d电子杂化在决定合金磁性质中起决定性作用.     

Heusler合金Li2AlX(X=Ga，In)的晶格动力学和电子特性

本文计算了Heusler合金Li₂AlGa和Li₂AlIn的晶格参数、体积模量、体积模量的一阶导数、 电子能带结构、声子色散曲线和声子态密度,并与密度泛函理论中的广义梯度近似计算结果进行比较. 计算的晶格参数与文献有很好的一致性. 两个Heusler合金的电子能带结构表明它们是半金属结构. 并利用声子色散曲线和声子密度图研究Heusler合金晶格动力学. Li₂AlGa和Li₂AlIn Heusler合金在基态呈现动力学稳定.     

光谱、波谱法研究铜锌超氧歧化酶与氯化钴(Ⅱ)、组氨酸钴(Ⅱ)相互作用

我们首次发现的铜锌超氧歧化酶（Ｃｕ２Ｚｎ２ＳＯＤ）与氨基酸等发生直接相互作用的现象,是一种前人未研究过的重要的生化新现象［１］。在此新发现的基础上,本文用ＩＣＰ,ＶＩＳ,ＮＭＲ和酶活性测定等方法,又从不同角度拓展研究了Ｃｕ２Ｚｎ２ＳＯＤ酶与两类不同化合物,即无机氯化钴（ＣｏＣｌ２）、有机组氨酸钴（Ｃｏ（Ⅱ）（Ｈｉｓ）ｎ）的直接相互作用,发现酶活性中心金属离子同样与外加的这两类不同化合物发生相互作用,相应地影响了酶的催化活性。还发现Ｃｏ（Ⅱ）（Ｈｉｓ）ｎ比ＣｏＣｌ２与酶相互作用更强、更快,Ｃｏ（Ⅱ）（Ｈｉｓ）ｎ中的Ｃｏ（Ⅱ）更易进入酶中,更影响了酶的催化活性。     

Sm_2Co_（17） magnet blocks for the in-vacuum undulators （IVU20） at the SSRF

The design and development status of Sm₂Co₁₇ magnet blocks for two in-vacuum undulators (IVU20) at the SSRF with the same hybrid design has been described. By the technological improvement of some processes and comparison with the experimental Sm₂Co₁₇ magnet blocks for the IVU25A, magnetic properties such as the intrinsic coercive force H_ci and the average magnetic moment M are increased, the bend point magnetic field H_k value and pass rate are significantly increased, and the magnetic field uniformity of the magnet blocks are significantly improved. The basic developmental method of high uniformity Sm₂Co₁₇ magnet blocks for IVU20 is presented. The magnetic field qualities of the magnet blocks, including the magnetic property, the magnetic moment distribution, the magnetization deviation angle and the magnetic field uniformity, basically satisfy the specifications of the two IVU20 in-vacuum undulators.     

ZnS:Co2+和CdTe:Co2+中配体对g因子的贡献

采用双自旋-轨道耦合模型和分子轨道研究了Co²⁺离子在Ⅱ-Ⅵ半磁半导体ZnS和CdTe中的EPR g因子.计算表明,配体Te有大的SO耦合作用和强的共价性,其对g因子有较大的贡献.     

铜锌超氧化物歧化酶与苏氨酸钴(Ⅱ)的相互作用

采用Vis,ICP及酶活性测定等方法,研究铜锌超氧歧化酶(Cu_2Zn_2SOD)与苏氨酸钴(Ⅱ)(Co(Thr)_n)的直接相互作用以及外加苏氨酸钴(Ⅱ)的量、溶液pH值对此类相互作用的影响。结果发现:在水溶液中原酶活性中心处的Zn(Ⅱ)离子可被外加的苏氨酸钴(Ⅱ)部分诱导、交换出来,而溶液中外加的Co(Thr)_n中的Co(Ⅱ)进入酶的活性中心,形成“Co-SOD”酶衍生物,并相应影响了酶的催化活性。与此同时,外加苏氨酸钴(Ⅱ)的量、溶液pH值对此类相互作用进行有重要的影响。     

温度和压强对金属化合物Co_2Zr和Co_2Ti的结构和热力学性质影响的研究

基于平面波赝势密度泛函理论(DFT)和广义梯度近似(GGA)的第一性原理计算了高温高压下金属化合物Co_2Zr和Co_2Ti的结构和热力学性质.Co_2Zr和Co_2Ti均为立方晶体,且结构类型为Cu2Mg结构.通过计算得出的晶格参数跟实验值符合较好.用准谐德拜模型计算了Co_2Zr和Co_2Ti的热力学性质.在0~100 GPa的压强和0~1500 K的温度作用下,两种物质的德拜温度Θ,热容CV,热膨胀系数α随压强和温度的变化而变化.随着压强的增大,德拜温度单调的增加;相同压强下,Co_2Ti的德拜温度始终大于Co_2Zr.热容CV和热膨胀系数α均随温度的增加而增加,增大压强时反而减小,说明减小温度和增大压强对CV以及α有相同的影响.     

Effect of microstructure on the thermoelectric properties of CSD-grown Bi2Sr2Co2Oy thin films

Three Bi2Sr2Co2Oy thin films with different microstructures have been prepared by chemical solution deposition on LaAlO 3(001) through varying the annealing temperature.With the decrease in the annealing temperature,both the size and c-axis alignment degree of grains in the film decrease as well,leading to an increase in the film resistivity.In addition,the decrease in the annealing temperature also results in a slight increase in the Seebeck coefficient due to the enhanced energy filtering effect of the small-grain film.The nanostructured Bi2Sr2Co2Oy film with an average grain size of about 100 nm shows a power factor comparable to that of films with larger grains.Since the thermal conductivity of the nanostructured films can be depressed due to the enhanced phonon scattering by grain boundary,a higher figure of merit is expected in Bi2Sr2Co2Oy thin film with grains in nanometer size.     

Co_2B_n(n=1-8)团簇几何结构的密度泛函理论研究

受到小型环状和管状的双金属掺杂硼团簇的启发,采用密度泛函理论,在B3LYP/6-311+G(d)水平下对Co_2B_n(n=1-8)团簇的几何结构、相关稳定性、电子性质和磁性进行了的研究.研究结果表明:当n≤5时,团簇的最低能量结构为平面结构.当6≤n≤8时,团簇的最低能量结构为立体结构.对团簇的平均原子结合能、二阶差分能量、HOMO-LUMO能隙、垂直电子亲和能、垂直电离能和化学硬度分析结果表明,Co2B_7具有幻数特征.对Co_2B_n(n=1-8)团簇的总磁矩计算表明其和团簇的自旋态有很强的关系,而且团簇的总磁矩主要由钴原子的3d轨道所贡献.     

铜锌超氧化物歧化酶与色氨酸钴(Ⅱ)的相互作用

采用ＶＩＳ、ＩＣＰ及酶活性测定等方法,研究铜锌超氧歧化酶（Ｃｕ２Ｚｎ２ＳＯＤ）与色氨酸钴（Ⅱ）（Ｃｏ（Ｔｒｐ）＾ｎ）的直接相互作用以及外加色氨酸钴（Ⅱ）的量、溶液ｐＨ值对此类相互作用的影响。结果发现：在水溶液中原酶活性中心处的Ｚｎ（Ⅱ）离子可被外加的色氨酸钴（Ⅱ）部分诱导、交换出来,而溶液中外加的Ｃｏ（Ｔｒｐ）＾ｎ中的Ｃｏ（Ⅱ进入酶的活性中心,形成“Ｃｏ－ＳＯＤ”酶衍生物,并相应影响了酶的催化活性     

Incommensurate-commensurate magnetic phase transition in double tungstate Li2Co(WO4)2

Magnetic susceptibility, specific heat, and neutron powder diffraction measurements have been performed on polycrystalline Li$_{2}$Co(WO$_{4}$)$_{2}$ samples. Under zero magnetic field, two successive magnetic transitions at $T_{\rm N1}\sim 9.4$ K and $T_{\rm N2}\sim 7.4$ K are observed. The magnetic ordering temperatures gradually decrease as the magnetic field increases. Neutron diffraction reveals that Li$_{2}$Co(WO$_{4}$)$_{2}$ enters an incommensurate magnetic state with a temperature dependent $\bm k$ between $T_{\rm N1}$ and $T_{\rm N2}$. The magnetic propagation vector locks-in to a commensurate value $\bm k = (1/2, 1/4, 1/4)$ below $T_{\rm N2}$. The antiferromagnetic structure is refined at 1.7 K with Co$^{2+}$ magnetic moment 2.8(1) $\mu_{\rm B}$, consistent with our first-principles calculations.     

双氮协同钴掺杂锐钛矿相二氧化钛电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了双氮原子协同钴原子共掺杂TiO2的几何结构和电子结构. 计算结果发现: 双氮原子掺杂引起的双空穴位与钴原子形成了较强的耦合作用, 并引起晶格结构发生明显变化. 共掺杂的协同效应引起TiO2禁带宽度变窄,在价带顶和导带底出现大量杂质能级, 从而引起吸收带边发生明显红移. 该掺杂方式对调制TiO2禁带宽度有明显的效果, 有望指导后续的实验合成.